第19讲寄存器和移位寄存器.ppt

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1、第19讲课时授课计划课程内容内容：寄存器、移位寄存器及其应用目的与要求：1.掌握寄存器及移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形2.了解双向移位寄存器74LS194的逻辑功能3.了解寄存器、移位寄存器的应用4.了解顺序脉冲发生器的工作原理、实现方法重点与难点：寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理课堂讨论：1二进制的乘除法如何实现?2寄存器与存储器有何区别?现代教学方法与手段：大屏幕投影教学。复习（提问）：总线传输时多个三态门的EN取值有何要求？同步D触发器的空翻。寄存器和移位寄存器寄存器：存放数码、运算结果或指令的电路。是计算机的重要部件。寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来

2、构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。按照功能的不同，可分为基本寄存器（锁存寄存器）和移位寄存器。按寄存器结构可分为单一寄存器和寄存器堆。移位寄存器：不但可以存放数码，而且在移位脉冲作用下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位、预置、清零等。寄存器应用举例：1）运算中存储数码、运算结果。2）计算机的CPU由运算器、控制器、译码器、寄存器组成。其中就有数据寄存器、指令寄存器、一般寄存器等。一、基本寄存器单拍工作方式基本寄存器无论寄存器中原来的内容是什么，只要送数控制时钟脉冲CP上升沿到来，加在并行数据输入端的数据D0～D3，就

3、立即被送入进寄存器中，即有：双拍工作方式基本寄存器（1）清零。CR=0，异步清零。即有：（2）送数。CR=1时，CP上升沿送数。即有：（3）保持。在CR=1、CP上升沿以外时间，寄存器内容将保持不变。二、移位寄存器定义：具有存放数码和使数码逐位右移或左移的电路。可分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。1、单向移位寄存器并行输出4位右移移位寄存器时钟方程：驱动方程：状态方程：二进制的乘除法如何实现？并行输出4位左移移位寄存器时钟方程：驱动方程：状态方程：单向移位寄存器具有以下主要特点：（1）单向移位寄存器中的数码，在CP脉冲控制下，可以依次右移或左移。（2）n位单向移位寄存器可以寄存

4、n位二进制代码。n个CP脉冲即可完成串行输入工作，此后可从Q0～Qn-1端获得并行的n位二进制数码，再用n个CP脉冲又可实现串行输出操作。（3）若串行输入端状态为0，则n个CP脉冲后，寄存器便被清零。2、双向移位寄存器M=0时右移M=1时左移3、集成双向移位寄存器74LS194引脚名称功能输入CRD0，D1，D2，D3DSRDSLM0，M1CP清零并行输入右移串入左移串入方式控制工作脉冲输出Q0，Q1，Q2，Q3寄存器状态74LS194三、寄存器的应用1、环形计数器结构特点即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。工作原理根据起始状态设置的不同，在输入计数脉冲CP的作用

5、下，环形计数器的有效状态可以循环移位一个1，也可以循环移位一个0。即当连续输入CP脉冲时，环形计数器中各个触发器的Q端或Q端将轮流地出现矩形脉冲。能自启动的4位环形计数器状态图由74LS194构成的能自启动的4位环形计数器时序图2、扭环形计数器结构特点状态图即将FFn-1的输出Qn-1接到FF0的输入端D0。能自启动的4位扭环形计数器由74LS194组成的扭环计数器扭环计数器解决了环形计数器的计数利用率不高的问题，从图上可以看出它有两种循环，每个循环的状态个数都是8。每来一个CP脉冲，计数器中只有一个FF翻转。并且在CP作用下，这个“1”在计数器中循环。因此，不存在竞争冒险现象。

6、1.计数器型顺序脉冲发生器在数字电路中，能按一定时间、一定顺序轮流输出脉冲波形的电路称为顺序脉冲发生器。在数字系统中，常用来控制某些设备按照事先规定的顺序进行运算或操作。计数器型顺序脉冲发生器一般用按自然态序计数的二进制计数器和译码器构成。顺序脉冲发生器也称脉冲分配器或节拍脉冲发生器，一般由计数器（包括移位寄存器型计数器）和译码器组成。作为时间基准的计数脉冲由计数器的输入端送入，译码器即将计数器状态译成输出端上的顺序脉冲，使输出端上的状态按一定时间、一定顺序轮流为1，或者轮流为0。前面介绍过的环形计数器的输出就是顺序脉冲，故可不加译码电路即可直接作为顺序脉冲发生器。四、顺序脉冲发

7、生器时序图译码器计数器用集成计数器74LS163和集成3线-8线译码器74LS138构成的8输出顺序脉冲发生器。2移位型顺序脉冲发生器移位型顺序脉冲发生器由移位寄存器型计数器加译码电路构成。其中环形计数器的输出就是顺序脉冲，故可不加译码电路就可直接作为顺序脉冲发生器。2.由74LS194构成的顺序正脉冲发生器令=1、D3D2D1D0=1000、Q0=DSL1.先并行置数。令M1M0=11，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0=10002.不断左移。再令M1M0=10，CP↑，电路开